Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Távközlő és számítógép hálózati alapok.

A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

A tárgy a korszerű fényvezetős (optikai szálakat alkalmazó) távközlő rendszerek felépítését, jellemzőit és tervezési elveit kívánja a hallgatókkal megismertetni. A tantárgy foglakozik a fényvezetős távközlő berendezések kritikus jellemzőivel, valamint az azokból felépíthető hálózatok tervezési módszereivel. A fényvezetős rendszerek fő alkalmazási területei az IP alapú szélessávú szolgáltatások nyújtására alkalmas gerinc-, metro-, és hozzáférési hálózatok. Ezekben a hálózatokban kialakíthatóak korszerű optikai szolgáltatások, amelyekre új alkalmazások épülnek. Ezek új megoldásokat, algoritmusokat követelnek a vezérlő és menedzsment síktól, valamint a hálózatüzemeltetés szempontjából is. Cél ezen újdonságok bemutatása, megismertetése a hallgatókkal.

Fizikai réteg:

1. hét:
A fényvezetős összeköttetések felépítése és elemei I
Fényvezető szálak: típusok, jellemzők. Optikai aktív és passzív elemek: adók, modulátorok, optikai vevők, multiplexerek. Moduláció és kódolás. Jel/zaj viszony, hibaarány, Q-faktor.

2. hét:
A fényvezetős összeköttetések felépítése és elemei II.
Optikai távközlő hálózatok felépítése, elemei, fizikai paraméterei. Teljesítménymérleg, diszperzió, zajok, optikai erősítőláncok, csillapítás és diszperzió korlátos rendszerek. Optikai zavaró hatások modellezése, szimulációja.

3. hét:
Optikai hálózatok architektúrája és a hálózat elemei
DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), CWDM (Coarse WDM) berendezések rendszertechnikája OADM (Optical Add-Drop Multiplexer), ROADM (Reconfigurable OADM), OXC (Optical Cross Connect), MROADM (Multi-degree ROADM), 1-10-100 GigabitEthernet rendszerek

4. hét:
Optikai hálózatok fejlődése. Kapcsolt optikai hálózati technikák: OBS (Optical Burst Switching), OPS (Optical Packet Switching)
Tisztán optikai hálózatok és elemei: OTDM (Optical Time Domain Multiplexing), 3R regenerálás (Optical signal retiming, reshaping, and reamplifying), hullámhossz konverzió

5. hét:
Szélessávú optikai hozzáférési hálózatok és rendszerek I.
Szélessávú előfizetői szolgáltatások. Aktív és passzív optikai hálózati rendszerek. GPON (Gigabit Passive Optical Network) működési elve, hálózati elemei, fizikai felépítés, hálózati topológiák, összehasonlítás a versengő technológiákkal.

6. Szélessávú optikai hozzáférési hálózatok és rendszerek II
Dinamikus sávszélesség kezelés, támogatott szélessávú szolgáltatások. Forgalmi méretezési elvek.  GPON hálózatvédelem. Továbbfejlesztési irányok: 10GPON, WDM PON.

7. Mérési technikák, mérési információk feldolgozása, mérő és felügyeleti megoldások
OTDR (Optical Time-Domain Reflectometer), diszperzió-, zaj-mérés. Mérhető paraméterek az optikai és az elektromos rétegben. A mért paraméterek felhasználása különböző hálózati architektúrákban, valamint nyújtott szolgáltatások minőségbiztosítása szempontjából.

Hálózati réteg:

8. Átviteli technológiák, transzporthálózatok architektúrája, többrétegű hálózatok I.
SONET/SDH (Synchronous Optical Networking / Synchronous Digital Hierarchy), ATM (Asynchronous Transfer Mode), MPLS (Multiprotocol Label Switching), T-MPLS (Transport-MPLS), ngSDH/SONET (next generation SDH/SONET)

9. Átviteli technológiák, transzporthálózatok architektúrája, többrétegű hálózatok II.
GMPLS (Generalized MPLS), dinamikusan kapcsolt optikai hálózatok, ASON (Automatically Switched Optical Network), útvonalválasztás (routing), nyalábolás, kötegelés (grooming)

10. Átviteli technológiák, transzporthálózatok architektúrája, többrétegű hálózatok III. Menedzsment és vezérlő sík szerepe, GMPLS protokollcsomag, szomszédok felderítése, útvonalválasztás, jelzésrendszer, erőforrás-menedzsment, RWA (Routing and Wavelength Assignment).

11. Hálózat védelem
Meghibásodások kezelése, különböző hibavédelmi sémák, dedikált és osztott védelmi megoldások, védelmi módszerek gyűrű topológián és szövevényes hálózatokban, védő‑körök.

Szolgáltatások:

12. Szolgáltatói környezet, trendek
Szolgáltatások jellemzése, kategóriái. Nemzetközi és magyar viszonylatok, optikai gerinchálózat fejlesztése, üzemeltetői és szolgáltatói környezet, országos és regionális szolgáltatók, multimédia konvergencia.

13. Kliens oldali alkalmazások
Szélessávú üzleti alkalmazások (SAN (Storage Area Network), távoli adatmentés / visszaállítás, távgyógyászat, GRID, stb.), lakossági alkalmazások (szélessávú internet, VoD (Video on Demand), stb.). Szolgáltatások jellemzése, kategorizálása.

Üzemeltetés:

14. Pénzügyi-gazdasági szempontok a hálózat üzemeltetésben
CAPEX (Capital Expenditures), OPEX (Operational Expenditures), a költségek modellezése. Hálózatüzemeltetői, hálózatmenedzselési folyamatok és költségeik. GMPLS bevezetésének hatásai.

Heti 4 óra előadás.

• A szorgalmi időszakban: zárthelyi dolgozat minimum elégséges szintű megírása, ez a félév végi aláírás feltétele. A ZH eredmény a vizsgajegybe nem számít bele.
• A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga                                                                     
• Elővizsga: van, írásbeli vizsga; feltétele: legalább közepes zárthelyi
  

Sikertelen zárthelyi a szorgalmi időszakban a pótzárthelyin pótolható.
A sikertelen (pót)zárthelyi a pótlási héten különeljárási díj ellenében egy további alkalommal pótolható.

Igény szerint óra végén/után helyben személyesen, illetve előzetes bejelentkezés alapján.

1. G. P. Agrawal: Lightwave Technology: Telecommunications Systems, Wiley-Interscience,  2005, ISBN-13: 978-0471215721
2. G. Bernstein, B. Rajagopalan and D. Saha, Optical Network Control: Architecture, Protocols, and Standards,  Addison-Wesley Professional, 2003, ISBN-13: 978-0201753011
3. Az előadásokon levetített fóliák.